Etude du colmatage des systèmes d'irrigation localisée

par Salim Bounoua

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Mécanique, physique, micro et nanoélectronique. Mécanique et physique des fluides

Sous la direction de Pierre Haldenwang.


  • Résumé

    Ce travail porte sur l’étude expérimentale du colmatage des dispositifs de micro-irrigation. Il combine deux approches : l’expérimentation in-situ, sur une parcelle agricole irriguée par des eaux de la Durance, et l’expérimentation en laboratoire. Dans un premier temps, l’étude in-situ a permis d’appréhender toute la complexité du mécanisme de colmatage en intégrant diverses conditions climatiques, qualite�� de l’eau d’irrigation variables et topographie du terrain. Le débit des goutteurs a été suivi sur quatre lignes de 50 goutteurs, alimentées avec des eaux filtrées à 80 μm et non filtrées. Ces données, combinées à l’analyse des eaux et matières en suspension ont permis de conclure que, compte tenu de la faible présence de matières organiques, le colmatage est un phénomène physico-chimique lié à l’agglomération de particules argileuse. Dans un second temps, ces conclusions ont orienté la mise en oeuvre de protocoles pour étudier l’impact de l’agglomération de particules d’argiles sur le colmatage en contrôlant les propriétés physico-chimiques de l’eau. Deux types d’argile ont été choisis en fonction de leur réactivité : un mélange argilo-calcaire, inerte, et une bentonite, sensible au processus d’agglomération. Des essais ont permis de caractériser l’impact de la concentration en sel et du cisaillement sur le diamètre des agrégats argileux et d’estimer quelle serait la taille de ces agrégats dans le dispositif de micro-irrigation où les cisaillements sont très importants. Ces solutions (eau+argiles) ont alimentées des rampes de dix goutteurs, et un suivi du débit des goutteurs a été effectué. Différentes conditions ont ainsi pu être testées telles que le temps de fonctionnement, la température, la salinité de la solution et la charge d’argile. En particulier, il a été mesuré une augmentation du débit selon la charge en bentonite. En revanche, et de manière contradictoire avec les observations initiales, Il est apparu en laboratoire que ces conditions hydrodynamiques et physico-chimiques ne sont pas les seuls paramètres qui influencent le colmatage des dispositifs de micro-irrigation et qu’il faille prendre en considération l’interaction de ces mécanismes avec un développement biologique particulièrement sensible à la température.

  • Titre traduit

    Effect of the clogging of drip irrigation systems


  • Résumé

    This work concerns the experimental study the clogging mechanism in micro-irrigation. It combines two approaches: in situ experiments on an agricultural parcel which is irrigated by the waters of the Durance River followed with laboratory experiments. Initially, the in-situ study was devoted to capture the full complexity of the mechanism of clogging by integrating various climatic conditions, quality of irrigation water and varying topography. The emitters’ flow rate was followed on four lines of 50 drippers, fed with filtered water to 80 μm and unfiltered. These data combined with the analysis of water and suspended matter help us to conclude that clogging is a physico-chemical phenomenum and that it is linked with the agglomeration of clay particles. In a second step, these findings have directed the implementation of protocols to study the impact of the agglomeration of clay particles on the clogging by controlling the physico-chemical properties of water. Two types of clays were chosen based on their reactivity: a mixture of clay and limestone, inert, a bentonite, a clay sensitive to the agglomeration process. Tests were used to characterize the impact of salt concentration and shear on the diameter of clay aggregates and to estimate what would be the size of these aggregates in micro-irrigation systems where shear is very important. These solutions (water clays) fed ramps of ten emitters. The emitter flow rate was assessed. Different conditions have thus been tested as operating time, temperature, salinity of the solution and the load of clay. It appears that the hydrodynamic conditions and physicochemical properties are not the only parameters that influence the clogging of micro irrigation systems and that, in constrast with in-situ experiments it must be taken into account the interaction of these mechanisms with biological development.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (116 f.)
  • Annexes : Bibliographie f. 110-114

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
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